翟彦飞

（雅安职业技术学院，四川 雅安 625000）

1 控制系统设计方案

随着自动化水平的提高，很多大型企业很少用人工进行物料的搬运、转运等工作，而是通过AGV搬运小车完成的。但是对于一般的企业、尤其是普通家用搬运，大多还是使用的人力。基于此设计一款自动搬运小车，可以帮助搬运一些小物品，减轻劳动强度，方便家用。本文设计的自动小车核心控制系统为单片机，小车的启动、停止由外围感应电路组成，系统设计框图如图1所示。太阳能电池板储存电能，供电给电动机，电动机运动信号传输到单片机中进行控制。小车上装有位移传感器，当到达目标位置后，传感器得到信号，并将信号反馈给单片机，单片机进行处理后控制电机的正反转，达到物品搬运的目的。

图1 系统设计框图

2 搬运小车机械结构图

本文设计的搬运小车主要包括运动轮、电机、传动装置、轴、载物台、太阳能电池板、电池板支撑架、电路板，三视图如图2所示。

如图2所示，太阳能电池板储存电能，给电机供电，电机得电后，带动主动齿轮转动，主动齿轮带动与之啮合的从动齿轮转动，从动齿轮安装在运动轮轴上，这样从动齿轮转动的时候将带动运动轮轴转动，运动轮直接固定在运动轮轴上，这样就会带动整个小车移动。为了设计的简单化，传动装置选择一对啮合的锥齿轮，把电机轴的转动运动转化成移动运动。

图2 机械结构三视图

3 太阳能电池板型号选择

太阳能电池板主要是用于给电机供电，太阳能电池板提供的功率与很多因素有关，比如，电池板的面积、光照时间以及电池板的角度等。

本文选择电池板长、宽和高数值为：528×296×30mm。这款电池板所能提供的电压为21.5V，峰值电压17.4V，峰值功率为15W。

4 电动机的选择

电动机是自动搬运小车的供能装置，但是电动机品类众多，为了使设计的小车搬运灵活，而且能载重物体，选择永磁直流电动机，因为永磁直流电动机具有以上设计所需的所有优势，并且要想换向只需要改电动机的输入电压的正负极就可以了。因为太阳能电池板型号已经选定，所以电动机选择的参数要和太阳能电板的参数相匹配，因此选取的电动机的参数为：输入电压12V，空载转速9800r/min、电流0.99A。

5 小车应用举例

荷花栽培有池塘栽培、盆缸栽培和沉水栽培三种。对于盆缸栽培，查询相关资料发现荷花喜欢充足阳光，不耐阴。荷花盆一般比较大，加上有荷塘泥还有水就更重了，这样搬来搬去比较麻烦。可以借助本款设计的自动搬运小车，应用图如图3所示。太阳光出现，太阳能电池板蓄电，电动机供电工作，小车行走，走到向阳处小车在位移传感器作用下断开电动机，小车停止行走。太阳落山后利用储存的电能，电动机开始反转，小车向之前的位置走，走到设置好的位置，位移传感器工作，断开电动机，小车回到原位。

图3 小车应用效果图

6 结语

本文设计的自动搬运小车主要应用于家用物品的搬运，占地面积小，方便使用。以单片机为核心控制部件，结合位移传感器，可以使小车正向、逆向运行，实现自动化搬运，并且使用了太阳能电池板供电，可以节约能源。设计的小车在家庭搬运中具有一定的使用价值和应用前景。